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1、第三章 葡萄酒的酿造,第一节 葡萄酒酿造原理第二节 酵母与酒精发酵第三节 苹果酸乳酸发酵第四节 葡萄酒酿造的基本工艺第五节 葡萄酒厂房及设备第六节 红葡萄酒的酿造第七节 白葡萄酒的酿造,第八节 白兰地的酿造第九节 葡萄酒的成熟及陈酿第十节 葡萄酒的澄清第十一节 葡萄酒的稳定第十二节 葡萄酒病害第十三节 葡萄酒的封装,第一节 葡萄酒酿造原理,葡萄酒中醇类生成机理葡萄酒中酯类生成机理葡萄酒酿造过程中酸的变化葡萄酒色泽来源及变化葡萄酒老熟过程中的氧化还原作用,一、醇类生成机理,葡萄酒中醇类包括乙醇、甲醇、高级醇、多元醇等多种，它们对葡萄酒的品质具有重要作用。葡萄酒中不同的醇类，其来源不同；葡萄酒中不
2、同的醇类，对葡萄酒的品质作用不同；,（一）乙醇,乙醇是葡萄酒的主要成分之一，分子式为CH3CH2OH，是酵母酒精发酵的主要产物。C6H12O 2CH3CH2OH十2CO2十27MJ酵母在发酵糖时，除产生酒精和二氧化碳外，尚有少量甘油、乙醛、醋酸、乳酸和高级醇等副产物生成。,乙醇生成机理,乙醇和二氧化碳是酒精发酵的主要生化反应产物，但在酿酒行业却不象酒精生产那样注意乙醇的产量。相反地，却对乙醇之外的微量风味物质感兴趣。一般酿酒生产，只要工艺条件合理，其乙醇含量必定在一定范围内。在葡萄酒生产中，是通过调整葡萄汁的含糖量来达到所需酒度的。,（二）杂醇,1、甲醇甲醇不是由酵母发酵生成的，其主要来源于葡
3、萄中的果胶水解。果胶水解可产生果胶酸和甲醇。此外，甘氨酸脱羧也可产生甲醇。各类酿酒原料中所含果胶量不同及酿造方法不同，发酵过程果胶的水解程度不同，最后酒中甲醇含量不同。在葡萄酒中，带皮发醇的酒含甲醇多（红白）；发酵前未澄清的果汁比澄清的果汁发酵酿成的酒含甲醇多。,2、高级醇生成途径：爱尔利希机制；糖生成氨基酸的过程中形成；“醋酸”途径；影响因素氨基酸含量；氨基酸的比例；酵母的繁殖量和生长速度；酵母品种；发酵温度；外源糖的添加与否；,3、多元醇葡萄酒中多元醇主要有2，3-丁二醇和甘油等。；2，3-丁二醇主要来源于双乙酰的还原，其含量很低，对酒质量影响也极小；相比之下，甘油对葡萄酒的品质具有重要作
4、用。,甘油的生成 在糖酵解途径中，3-磷酸甘油醛转化为3-磷酸甘油酸时，辅酶I作为氢的受体，由NAD变成了NADH，很明显NADH必须进一步氧化成为NAD才能保证糖酵解的正常进行，磷酸二羟丙酮和乙醛都可以作为还原辅酶I的氢受体，其中磷酸二羟丙酮作为受体时，伴随着甘油的生成。每当磷酸二羟丙酮氧化一分子NADH，就会生成一分子甘油，这一过程称为甘油发酵。,甘油发酵由于消耗掉两个氢原子（NADH）；因而将乙醛还原成为乙醇的反应停止，导致乙醛不能还原而被残留，或形成其他副产物，或者丙酮酸不生成乙醛，而用于形成其他物质。实际上，在葡萄酒发酵开始时，酒精发酵和甘油发酵同时进行，甘油发酵占优势，但很快酒精发
5、酵加强，并占据绝对优势。,影响甘油生成的因素酵母菌株；葡萄含量糖量；二氧化硫用量；发酵温度；酒石酸含量；葡萄质量（溃腐的葡萄）；发酵时间；此外，葡萄酒中甘油含量在贮藏期间略有上升，上升范围在0.040.12 g/L。,二、酯类生成机理,葡萄酒中的酯类是葡萄酒的重要组成成分，它们对葡萄酒的风味具有重要作用；葡萄酒中的酯类，主要在酒精发酵和陈酿过程中生成。发酵过程中生成的酯类主要是通过生化反应；陈酿过程产生的酯类主要来源于化学反应；葡萄酒中的酯类也有一部分来源于葡萄果实；,生化反应形成的酯类：葡萄酒发酵过程中，酯主要是通过羧基辅酶A与醇作用形成的。CH3COSCoA+C2H5OH CH 3COOC
6、2H5+CoA-SH,化学反应生成的酯类酸和醇在无催化情况下，也可以进行酯化反应。酯化反应速度非常慢，且其速度与温度成正比。,酯的种类及含量,中性酯分子中的羧基完全与醇基化合的酯，如醋酸乙酯、乳酸乙酯；中性酯一般具有挥发性，故又名挥发酯。酸性酯分子中含有羧基的酯，如一分子酒石酸和一分子乙醇生成的酸性酒石酸乙酸。葡萄酒中所含的中性酯和酸性酯约各占1/2。新酒一般酯含量在176264 mg/L，老酒一般在792880 mg/L。,酯类生成的影响因素,菌种特征及其生长条件菌种所产生酯的数量和类型主要受菌种的遗传特性所决定。同一菌种，在不同条件下发酵，其酯的生成也会有所变化。贮酒温度温度不仅在发酵过程
7、中是影响酯生成的重要因素，而且对贮酒期间的酯生成影响最大。有机酸种类葡萄酒中有机酸与乙醇成酯的反应速度却与有机酸的种类有关。,三、酸及其变化,葡萄酒所含酸味成分可分为不挥发酸和挥发酸 两类；总酸：葡萄酒中挥发酸和不挥发酸的总含量，称为总酸。挥发酸：酸度：每100ml葡萄酒或汁中含有的总酸克数称为酸度。,葡萄酒中酸的来源葡萄酒中的酸味成分主要来自葡萄。在酿造过程中，葡萄的酸大部分转移至酒中，另一部分消失了，但同时又有一些酸产生成了。酸味成分种类和数量的变化，对葡萄酒的风味和贮藏性有很大的影响。,（一）不挥发酸的变化,酒石酸含量降低苹果酸转化乳酸增加琥珀酸产生柠檬酸的变化磷酸,（二）挥发酸的变化,
8、葡萄酒中的挥发酸主要是醋酸。醋酸不仅是酒精发酵的副产物，而且在发酵期间也能被酵母利用。葡萄汁含糖分越多，发酵产生的醋酸也越多，且主要是酒清发酵开始时产生。,上述变化随着pH值、磷酸盐含量、酒度而转变，有氧存在比无氧存在时醋酸产生多。发酵期间，细菌含量高的葡萄酒中，醋酸生成量大。加亚硫酸酿造的葡萄酒，由于抑制了细菌的生长，可减少醋酸的生成。正常发酵的葡萄酒，其醋酸含量一般不超过0.3g/L。,四、色泽来源及变化,葡萄酒色泽是形成该种酒的风格，构成其味感特征的基本要素。产生色泽的色素物质，参与很多影响葡萄酒的化学和感官性质的反应。因而，在葡萄成熟中起着极其重要的作用。由于色泽的变化，而表现为葡萄酒
9、的退色、变色或变褐。葡萄酒颜色的变化，往往反映出酒的风味的改变。,（一）葡萄酒中天然色素物质,葡萄酒中产生色泽的物质主要是天然色素。天然色素按其来源分：植物色素：如苹果的红色等；动物色素：如血红素；微生物色素：如红曲色素；,按结构分：吡咯衍生物：如叶绿素；异戊二烯衍生物：如类胡萝卜素；多酚类衍生物：如花色素；酮类衍生物：如姜黄素；醌类衍生物：如胭脂虫红等；葡萄酒中的色素物质属多酚类化合物，是植物色素中的一大类。这类物质在葡萄酒中主要由花色苷和单宁组成。,1、花色苷的结构与性质,葡萄酒中的花色苷来源于葡萄果实，是葡萄果实次生代谢的产物之一；由花色素和糖脱水而成，存在于植物细胞液中；属于水溶性色素
10、。,花色素随B环上羟基增加而表现出深色（紫色），如花葵素是橙色，花青素是红色，花翠素为青红色。这些羟基和金属离子络合后，发生色泽的变化。目前，在葡萄中也发现至少5种花色素，其中以二甲酰花翠素为主，以花色苷的形式存在。在欧洲种葡萄中，发现只有3-单氧葡萄糖苷，而在非欧洲种或杂交种存在3，5-双葡萄糖苷。,花色苷的结构不稳定，很容易受物理、化学因素的影响而改变，从而影响了显色效应：随pH值而改变 亚硫酸氢离子 可被还原而退色 与金属（铁、铝等）复合成蓝色化合物 与儿茶素类物质共存时，容易和乙醛发生聚合反应 在贮酒期进行缓慢的聚合反应 可被多酚氧化酶分解破坏,2、单宁的结构与性质,单宁是一类特殊的多
11、酚类化合物，是由一些非常活跃的基本分子通过缩合和聚合作用形成的。葡萄酒的单宁存在两大类，即缩合单宁和水解单宁。缩合单宁，又称聚黄烷醇类单宁，是由黄烷-3-醇和黄烷-3，4-二醇通过C4-C6或C4-C8键聚合而成；,葡萄果实中缩合单宁是由儿茶素、表儿茶素、表儿茶素没食子酸酯、表没食子儿茶素没食子酸酯等五种黄烷-3-醇单体参与聚合而成。水解单宁，又称倍酸酯单宁，是鞣花酸或没食子酸及鞣花酸与葡萄糖生成的衍生物。单宁的收敛性是其多种生理活性的基础，对葡萄酒的口感具有重要作用。单宁也可与花色苷分子缩合成单宁-花色苷复合物，有助于稳定红葡萄酒的颜色。,（二）葡萄汁和葡萄酒的褐变,所谓褐变，是指在葡萄汁和
12、葡萄酒生产过程中，发生褐色变化而比原来的色泽加深的现象。褐变的酒不但影响酒的外观质量，而且对口感也有很大的不利。褐变可分为有酶参与的酶褐变和没有酶参与的非酶褐变。,1、酶促褐变,当新鲜的植物组织被损伤后，多酚氧化酶就促使多酚与空气的氧反应，产生褐色物质，引起损伤部位的揭变。葡萄破碎后，如不及时处理会很快发生这种变化而引起葡萄汁的褐变。多酚氧化酶也称为酪氨酸酶或儿茶酚氧化酶、酚酶等。,酶促褐变过程是很复杂的，是由于氧化酶和过氧化酶所组成的氧化还原系统的协同作用，把酚类氧化成醌后，再经聚合作用，生成黑色素。为了防止破碎后的葡萄汁揭变，只要采取迅速降低氧化酶的活性或者防止氧气的进入；一般来说，氧化酶
13、在7174，过氧化酶在90100下，5分钟可全部破坏。氯化物可抑制过氧化酶的活性，罐头生产中常用23的氯化钠浸泡切块水果，以避免切口褐变。,铁三价阳离子能够催化多酚的氧化；褐变速度还与氧化酶的来源及含量有关。源于葡萄的多酚氧化酶稳定性差，并且只能氧化少数多酚物质，而由灰霉菌产生的多酚氧化酶或称漆酶，其稳定性很强，可氧化葡萄中几乎所有多酚物质。,2、非酶褐变,非酶褐变一般是由于在葡萄汁或葡萄酒中发生的美拉德反应，所形成的类黑素引起的色深变化。美拉德反应是在氨基和羧基共存的场合发生，其中氨基包括游离氨基酸、肽、蛋白质、胺类，而羧基包括醛、酮或糖分解及脂肪氧化等生成的碳基化合物。,非酶褐变的影响因素
14、羰基化合物种类；氨基化合物种类；pH值；浓度；温度；其他：氧气、紫外线、铁、铜等；,（三）酿造过程中的色泽变化,色强度（D520+D420）：表示红葡萄酒在420和520nm处的吸收光的强度和；色调（D420/D520）：表示红葡萄酒在420nm处的吸收光强度与520nm处的吸收光强度之比。20nm的光的颜色为紫色，520nm波长的光的颜色为绿色。色调数值的大小代表了葡萄酒紫色或红色的深浅，其大小的变化表示葡萄酒的黄变或红变。,乙醇指数：指可用乙醇沉淀的那些与多糖结合的色素；明胶指数：指可用明胶沉淀的色素，其数值表示单宁对蛋白质的亲和性和单宁的收敛性；高聚指数：指在酸性介质中能沉淀的高度缩合的
15、色素；PVP指数：指不补PVP柱固定的色素所占百分比，这一部分色素主要是单宁和花色苷的缩合物；渗析指数：在所定操作条件下，不能透过赛璐珍膜的聚酚类化合物的量。,1、酒精发酵过程中色素的浸出,酿造红葡萄酒时，在酒精发酵的同时，也进行着葡萄固体部分的浸渍作用；在发酵开始后的前35天，酚类化合物和花色苷的含量以及酒的上色速度明显增加。在发酵的后期，花色苷的含量和酒的上色速度都下降，但总酚含量还在缓慢增加；,表3-1 浸渍时间对葡萄中色素物质浸出的影响,Somers则认为：从葡萄中浸渍出的花色苷分子在含水介质中，通过形成氢键产生单宁花色苷结合物，这是发酵刚开始颜色增加很快的原因；随着发酵的进行，乙醇出
16、现会打断这些氢键，花色苷又呈游离状态，游离状态的花色苷的呈色比例是比较低的，而在此同时，乙醇有增加酚类化合物溶解的作用，又增加酚类含量，其综合效应就出现了上述现象。,因此，要生产一种低单宁含量，且颜色鲜丽的新鲜葡萄酒，56天的果皮浸渍时间就足够了，而要酿造长期贮存的葡萄酒，则要求较高的单宁含量，应在发酵过程中浸渍较长的时间。,2、影响色素浸出的因素,品种：温度：搅拌：酸度：二氧化硫的使用：破碎程度：,3、老熟过程中色素的变化,葡萄酒老熟过程中，不同类型的葡萄酒其色泽变化互不相同。白葡萄酒的色泽变化主要与其含有的小量单宁的氧化和聚合有关，其次是褐变；红葡萄的色泽变化主要受花色苷与单宁的各自消长变
17、化的影响。,不同酒龄的红葡萄酒，其吸收光谱互不相同。新红葡萄酒主要是花色苷的红色，因而在520nm处有一最大吸收，而在520nm与280nm间的吸收中，在420nm处为一低峰。随着陈化过程的进展，520nm处的高峰消失了。当酒龄在10年以上时，曲线变为平肩式,发酵过程中，花色苷一般在第36天（因发酵温度不同而不同）含量最高，可达到果实中含量的80%，随后开始减少，到木桶贮存时急速减少。花色苷虽然不断减少（与单宁结合），但葡萄酒中的红色没有因此减退；随着花色苷的逐渐消失，陈酒中单宁和单宁色素成了色素中的主要角色。单宁色素的颜色与单宁色的结合就成为陈酒的色泽，并随此两种成分的变化而改变。,影响因素
18、,各种色素的性质及其含量；取决于葡萄品种、成熟度、浸提工艺和方法；温度；温度降低明显减缓缩合反应；氧气；通气加快花色苷的下降，但提高单宁花色苷结合态的比例；二氧化硫；可减缓上述变化；,五、老熟过程中的氧化还原,在葡萄酒酿造过程中，有许多反应和变化，其中氧化还原反应所引起的变化，对葡萄酒有着非常重要的影响；氧化还原反应中，氧化和还原是同时进行的两个方面，没有氧化就没有还原，反之亦然。在红葡萄酒发酵结束后的几个月中，进入酒中适量的氧与多酚物质的氧化反应，不但有利于单宁的“软化和立体感”的产生，而且有利于颜色的稳定，促进酒的成熟；在葡萄酒的老化阶段所形成和发展的醇香是在无氧条件下，主要由被还原的成分
19、所产生效效果；,（一）葡萄酒中氧的溶解与消耗,1、氧的溶解表面接触搅动二氧化碳含量倒罐、换桶、装瓶,2、氧的消耗温度20、空气饱合的白葡萄酒,二氧化硫二氧化硫的含量对溶解氧的消耗速度有很大影响；白葡萄酒抑制消耗；红葡萄酒促进消耗；氧化酶存在氧化酶的葡萄酒，氧的消耗速度大大加快。铁和铜铁和铜能加速葡萄酒的氧化，对于不含铁和铜的白葡萄酒，溶解氧消耗的极其缓慢；加入铁和铜以后，能大大加速氧的消耗速度。,（三）葡萄酒氧化还原电位,葡萄酒的氧化还原电位与酒中氧化剂和还原剂的浓度有关，同时由于酒中的氧化还原反应有氢离子参加，所以pH也影响电位的高低。葡萄酒氧化愈强烈（如通风时），则氧化还原电位就愈高。相反
20、，当葡萄酒贮存在没有空气的条件下时，则其电位就会逐渐下降到一定的值，这个值叫做极限电位。实际上，当溶解于葡萄酒中的氧完全消失时，电位还远未达到极限数值。,（四）氧化还原作用与葡萄酒香味,葡萄酒进行瓶贮时，其芳香（醇香）在瓶内的还原介质（葡萄酒）中形成及发展。与此相反，当葡萄酒通气时，芳香味的发展就或多或少变得微弱。当葡萄酒装瓶以后，芳香味的增加与氧化还原电位的逐渐减少有关，而最后香味的增强程度由所达到的极限电位来决定。因此，香味的形成无疑与还原过程有关。,葡萄酒的还原状况受以下因素的影响：温度 当温度升高时，酒中的氧含量及电位就更快地降低。在28 以下，葡萄酒香味的增加与温度的升高成正比，因此
21、在夏天香味发展特别强烈。二氧化硫含量 二氧化硫能显著地加速电位的降低和香味的形成。封口方法 葡萄酒采用瓶贮时，封口的严密程度，影响瓶内葡萄酒电位的变化。与葡萄酒接触的气体组成 与酒接触的气体组成对酒的氧化还原电位及酒中还原作用产生很大的影响。,在强烈通空气的葡萄酒中产生的某些氧化物质则形成过氧化味。过氧化味是一系列作用的结果，它首先在于酒中大部分的芳香物质与氧结合而使香味变化或破坏，然后酒中就会出现一种苦味和涩味。如果进一步使酒通风，则红葡萄酒会出现油膀味，白葡萄酒会出现马拉德酒味。,葡萄酒中过氧化味的产生与下列因素有关：含氮物质葡萄酒中含氮物质，特别是氨基酸的含量高，能引起令人不愉快的过氧化
22、味。醛与二氧化硫葡萄酒过氧化味的产生是由于醛累积的结果。温度温度对过氧化味的强度有很大的影响。,葡萄酒的氧化还原电位的高低，决定了酒的氧化作用和还原作用的性质，从而对酒珠质量产生很大的影响。在贮酒的不同阶段，需要不同的电位，以促进不同的作用。例如，在成熟阶段，需要较高的电位，以促进单宁和花色苷的缩合，某些不良风味物质的氧化及容易氧化聚沉的物质及早沉淀去除等；在老化阶段，则希望葡萄酒处以较低的电位，以促进芳香成分的发展，避免过氧化味的产生。,（五）氧化还原作用与葡萄酒破败病,正常的葡萄酒是澄清透明的，患了破败病后，一般只是外观和颜色发生变化，如混浊、沉淀、退色等，严重时引起风味上的变化。葡萄酒破
23、败病的发生与氧化还原电位的变化有很大的关系。,白色破败病和蓝色破败病,如果将葡萄酒暴露在空气中，经过几天时间，有的白葡萄酒便出现白色变化，渐渐形成多少带些灰色的沉淀，即葡萄酒的白色破败病。铁的氧化：亚铁离子氧化成铁三价离子；磷酸铁的形成：胶体状态：铁离子与磷酸根离子；沉淀发生：磷酸铁胶体带负电；蛋白质带正电；,白色破败病的发生：首先在于葡萄酒中铁离子的数量及其状态。只有当铁离子以三价离子游离存在时，才能与磷酸反应。也就是说，只有在葡萄酒的氧化还原电位高的时候，铁离子是以氧化态存在，才能发生破败病。所以，葡萄酒的白色破败病是在大量通风之后发生。其次，葡萄酒必须含有一定量的磷酸。,铁也能与单宁、色
24、素等物质合成不溶性物质。在红葡萄酒中，铁往往与单宁生成沉淀，其生成机理大致与磷酸铁相同。这种沉淀是蓝色的，所以叫做蓝色破败病。,铜破败病,在含有游离状态二氧化硫的白葡萄酒或香槟酒中，装瓶后不久，常常发现混浊现象，渐渐形成一种棕红色沉淀。如果将这种酒饱和氧气或加入过氧化氢，混浊或沉淀很快消失。这种破败病是铜引起的，是由于葡萄酒中所含的铜被还原为亚铜所致。,发生原因：铜二价被还原形成亚铜离子；二氧化硫被还原形成硫化氢，进而与铜二价离子形成硫化铜，形成胶体溶液；因此，由铜引起的破败病是在酒的氧化还原电位降低到一定程度时，酒中二价铜离子转变为一价铜离子，并且在与二氧化硫作用生成的硫化氢后，才能发生。而
25、且，一旦使这种酒饱合氧或加入氧化剂，由于氧化作用，就会使不溶解的硫化铜变为溶解的硫酸铜，酒又变得澄清了。,第二节 酵母与酒精发酵,葡萄酒是新鲜葡萄或葡萄汁经发酵后获得的饮料产品。葡萄或葡萄汁能转化为葡萄酒主要是靠酵母的作用。酵母菌可以将葡萄浆果中的糖分解为乙醇、二氧化碳和其它副产物，这一过程称为酒精发酵。,一、酵母的一般特性,在分类学上，葡萄汁和葡萄酒中的酵母属真菌中的子囊菌纲酵母属，是一种单细胞微生物。葡萄酵母细胞呈圆形、椭圆形、细长形或柠檬形，大小为620um，呈半透明状。与植物细胞一样，酵母细胞外面有一层由纤维素和半纤维素构成的细胞壁，内部有细胞质和细胞核。新生酵母菌细胞膨胀丰满，细胞壁
26、薄，细胞质均一，只有一个液泡。,在成熟葡萄浆果果皮的蜡质层上，附着有天然酵母菌。葡萄采收后，大部分酵母菌死亡，另一部分则以孢子状态进入土壤越冬，到翌年春季葡萄生长时，土壤中的酵母菌孢子又随风飘散，依附于葡萄果皮上重新繁殖。葡萄酒厂内也有大量的酵母菌存在。发酵容器以及一切盛酒容器、管道，都是酵母菌繁殖的场所。在传统的葡萄和葡萄酒产区，酵母菌逐渐适应了当地的气候条件、土壤条件和葡萄品种，并且由于自然选择的作用而形成适应于不同类型葡萄酒的菌系；,酵母菌的繁殖存在两种方式，即无性繁殖和有性繁殖。无性繁殖有出芽繁殖和分裂繁殖两种。当酵母菌所处的环境不利于其生长时（如温度过高、过低、营养缺乏等），酵母菌细
27、胞停止进行营养繁殖，而进行有性繁殖，产生子囊孢子。,二、主要酵母菌种,在葡萄汁和葡萄酒中存在着很多不同的酵母菌种，它们不仅属于不同的科、属，而且具有不同的形态特征和生物、化学性质，其中有的有利于葡萄酒酿造，有的则不利于葡萄酒酿造。,（一）与葡萄酒酿造相关的酵母种类,与葡萄酒酿造相关的酵母分属于裂殖酵母属、克勒克酵母属类酵母属、有孢汉逊酵母属、德巴利酵母属、梅奇酵母属、有孢圆酵母属、接合酵母属、酿酒酵母属、红酵母属及假丝酵母属等；其中以酿酒酵母属最为重要，通常使用该属的酵母有酿酒酵母（S.cerevisiae）和贝酵母（S.baymanus）等菌株。,（二）葡萄酒中主要酵母菌种,根据能否产生孢子
28、，可将酵母菌分为两大类，即子囊酵母（真酵母）和无子囊酵母（非产孢酵母，拟酵母）。真酵母既可进行营养繁殖，也可进行有性繁殖，属子囊菌纲；拟酵母只能进行营养繁殖，但对它们能否形成子囊孢子目前尚未清楚。,1、真酵母,酿酒酵母酿酒酵母细胞为椭圆形，89微米，可产生的最大酒精度17%，转化1度酒精需1718g/L糖，抗二氧化硫能力强（250mg/L）。贝酵母贝酵母和葡萄酒酵母的形状和大小相似，但它的产酒精能力更强。抗二氧化硫能力也强（250mg/L）。戴尔有孢圆酵母戴尔有孢圆酵母细胞小，近圆形，产酒精能力为814%，它的主要特点是能缓慢发酵大量糖。,2、拟酵母,柠檬形克勒克氏酵母大量存在于葡萄汁中，它与
29、葡萄酒酵母一起占葡萄汁中酵母总量的8090%。它的主要特征是产酒精能力低（45%），产酒精效率低（1%的酒精需糖2122g/L），形成的挥发酸多，但它对二氧化硫极敏感。星形假丝酵母细胞小，椭圆形。产酒精能力为1011%，主要存在于感灰腐病的葡萄汁中。,3、酒精发酵过程中酵母菌种类的变化,在酒精发酵过程中，不同的酵母菌中在不同的阶段产生作用，好像“接力”一样；酒精发酵的触发，主要是非产孢酵母的活动，如克氏酵母属的柠檬形克勒克氏酵母和圆酵母属的星形拟酵母。很快地，酵母属的酵母菌种开始活动，在酒精发酵后期，葡萄酒酵母成为优势种酒精发酵的完成却主要依赖于产酒精能力强的贝酵母。,三、酵母菌的营养成分,酵
30、母菌成分酵母菌的化学成分根据种类和环境条件及培养基的不同而有所差别；水：75%；干物质：25%（其中碳水化合物点2540%；含氮物质：6070%；脂类25%；矿物质：510%）。,酵母菌所需的营养物质碳水化合物：呼吸和发酵作用需要，但不能自身合成；含氮化合物：不能利用蛋白质，只能利用肽、胨等，分子更小的胺态氮，特别是氨基酸，最易被酵母利用；矿质元素：钾和磷是必而的，钙并非必需，镁有利于酵母菌活动；,酵母菌所含的酶酵母菌细胞和其它生活细胞一样，含有各种酶，以促进酵母菌生活所必需的各种生化反应。在多数情况下，酵母菌能利用葡萄汁中的B族维生素合成所需的各种酶。酵母菌所含的酶主要有还原酶、脱羧酶和转化
31、酶，此外，还有蛋白酶、氧化酶等。,四、酒精发酵,（一）酒精发酵的化学反应酒精发酵是相当复杂的生物化学现象，有许多连续的反应和不少中间产物，而且需要一系列酶的作用。糖分子裂解丙酮酸分解甘油发酵,糖分子裂解,已糖磷酸化：活化，已糖磷酸化酶和磷酸已糖异构酶，葡萄糖转化成1，6-二磷酸果糖；裂解：醛缩酶，裂为磷酸甘油醛和磷酸二羟基丙酮；3-磷酸甘油醛：转化为丙酮酸，完成裂解过程；,丙酮酸分解,丙酮酸首先在丙酮酸脱羧酶和羧化辅酶的作用下脱去羧基，生成乙醛，并释放出一分子二氧化碳；乙醛则在氧化还原酶的作用下还原为乙醇；,甘油发酵,在酒精发酵开始时，参加3-磷酸甘油醛转化为3-磷酸甘油酸这一反应所必须的NA
32、D，是通过磷酸二羧丙酮的氧化作用（将NADH2氧化为NAD）来提供的；每当磷酸二羧丙酮氧化一分子NADH2，就形成一分子甘油，这一过程称为甘油发酵。实际上，在发酵开始时，酒精发酵和甘油发酵同时进行，而且甘油发酵占优势，以后酒精发酵则逐渐加强并占绝对优势，甘油发酵减弱，但并不完全停止。,（二）酒精发酵的副产物,1、甘油甘油具甜味，可使葡萄酒圆润。葡萄酒中的甘油主要在发酵开始时，由甘油发酵而形成，其含量为610g/L。酵母菌种：不同酵母菌种的产甘油能力不同；基质：基质中糖含量高、二氧化硫含量高则葡萄酒中甘油含量高；,2、乙醛乙醛可与二氧化硫结合形成稳定的亚硫酸乙醛。这种物质不影响葡萄酒的质量，而游
33、离的乙醛则使葡萄酒具氧化味，因此可用二氧化硫处理去除葡萄酒的氧化味。葡萄酒中乙醛由丙酮酸脱羧产生，也可在发酵之外由乙醇氧化形成。葡萄酒中乙醛的含量为2060mg/L，有时可达300mg/L。,3、醋酸醋酸是构成葡萄酒挥发酸的主要物质，在正常发酵情况下，醋酸在葡萄酒中的含量为0.20.3g/L，是由乙醛经氧化还原作用而形成的。葡萄酒中醋酸含量过高，就会具酸味。,4、琥珀酸所有葡萄酒中都存在琥珀酸，但其含量较低，一般仅为0.61.5g/L。5、乳酸在葡萄酒中，乳酸含量一般低于1g/L，主要来源于酒精发酵和苹果酸乳酸发酵。,（三）其他副产物,1、高级醇高级醇在葡萄酒中含量很低，但它们是构成葡萄酒二类
34、香气的主要物质。在葡萄酒中，高级醇主要有异丙醇、异戊醇等，主要是由氨基酸形成的。2、酯类葡萄酒中含有有机酸和醇类，而有机酸和醇可以发生酯化反应，生成各种酯类。,生化酯类：在发酵过程中形成的。其中最重要的是乙酸乙酯，是由乙酸和乙酯酯化而成，含量在0.150.20g/L时，即具有明显的酸味；化学酯类：在陈酿过程中形成的，其含量可达1g/L。化学酯类种类很多，是构成葡萄酒三类香味的主要物质。,五、酵母的生长周期,在发酵过程中，酵母的生长周期可分为繁殖、平衡、衰减三个阶段：繁殖阶段：此阶段内，酵母菌迅速出芽繁殖，逐渐使其群体数量达107个/ml左右。此阶段一般可持续25天。平衡阶段：在这一阶段中酵母菌
35、活细胞群体数量不增不减，几乎处于稳定状态。一般可持续8天左右。衰减阶段：酵母菌活细胞群体数量逐渐下降，直至105个/ml左右。这一阶段右持续几周之久。,六、影响酵母生长的因素,酵母菌生长发育和繁殖所需的条件也正是发酵所需的条件。只有在酵母出芽、繁殖的条件下，酒精发酵才能进行，而发酵停止就是酵母菌停止生长和死亡的信号。因素：温度、通风、酸度、代谢产物等,温度,液态酵母的活动最适温度为2030。当温度达到20时，酵母菌的繁殖速度加快，在30时达到最大值。当温度继续升高到35时，其繁殖速度迅速下降，酵母菌呈疲劳状态，酒精发酵有停止的危险。只要保持11.5小时时4045或保持1015分钟6065的温度
36、就可以杀死酵母。干态酵母抗高温的能力很强，可耐受115120高温5分钟。,在2030的温度范围丙，每升高1，发酵速度就可提高10%。,表3-3 同一葡萄汁在不同温度条件下地发酵情况,当发酵温度达到一定值时，酵母菌不再繁殖，并且死亡，这一温度就称为发酵临界温度。在实践中，常采用“危险温区”代替发酵临界温度。一般情况下，发酵的危险温区为3235。对红葡萄酒发酵最佳温度为2630，而对于白葡萄酒和桃红葡萄酒，发酵的最佳温度为1820。,通风,酵母菌繁殖需要氧，在完全无氧的条件下，酵母菌只能繁殖几代，然后就停止。在进行酒精发酵以前，对葡萄的处理（破碎、除梗、泵送以及对白葡萄汁的澄清等）保证了部分氧的溶
37、解。在发酵过程中，氧越多，发酵就越快、越彻底。因此，生产中常用倒罐的方式来保证酵母菌对氧的需要。,酸度,酵母菌在中性或微酸性条件下，发酵能力最强。如在pH4的条件下，其发酵能力比在pH3时更强；在pH值很低的条件下，酵母菌活动生成挥发酸或停止活动。,代谢产物,在发酵过程中，酵母本身可以分泌一些抑制自身活性的活性物质。这些抑制物质是酒精发酵的中间产物，主要是脂肪酸。活性炭能够吸咐这些脂肪酸，从而促进酒精发酵。酵母菌皮（用高温杀死酵母而获得）能够吸咐酵母分泌的抑制性物质，因而可大大加速发酵，而且能够使发酵更为彻底。代替活性炭；,表3-4 酵母菌皮对发酵中止葡萄酒再发酵的作用,注：表中数据为含糖量（
38、g/L），对照含乙醇10.5%（V/V）,此外，酵母菌皮不仅能有效地防止发酵的中止和触发发酵中止的葡萄酒的再发酵，而且不影响葡萄酒的感官特征。,第三节 苹果酸乳酸发酵,苹果酸乳酸发酵（Malolactic Fermentation,MLF）是在乳酸细菌的作用下，将苹果酸分解成乳酸和二氧化碳的过程。苹果酸乳酸发酵使新（生）葡萄酒的酸涩、粗糙等特点消失，酒体变得柔软。经MLF发酵后的红葡萄酒，酸度降低，果香、醇香加浓，获得柔软，肥硕等特点，质量提高。同时，MLF还能增强葡萄酒的生物稳定性。因而MLF是名符其实的生物降酸作用。,一、MLF的简史及意义,巴斯德是世界上第一个发现这一过程；1914年，瑞
39、士的两位葡萄酒工作者Muller-Thurgau和Osterwalder才把这一过程定名为苹果酸乳酸发酵。1945年后，MLF研究取得了巨大的进展，并导致了现代葡萄酒酿造基本原理的产生。,根据现代葡萄酒酿造原理，要获得优质的红葡萄酒：首先应该使糖被酵母菌发酵，苹果酸被乳酸菌发酵，但不能让乳酸菌分解糖和其它葡萄酒成分；其次，应该尽快使糖和苹果酸消失，以缩短酵母菌或乳酸细菌繁殖或这两者同时繁殖时期；第三，当葡萄酒中不再含有糖和苹果酸时，而且只在这个时期，葡萄才算真正生成，应该尽快去除微生物。,二、MLF对葡萄酒质量的影响,MLF对葡萄酒质量的影响受乳酸细菌发酵特性、生态条件、葡萄品种、葡萄酒类型以
40、及工艺条件等多种因素的制约。MLF可以提高葡萄酒质量，但乳酸菌也可能引起葡萄酒病害，使之败坏。,（一）降酸作用,在较寒冷的地区，葡萄酒的总酸，尤其是苹果酸的含量可能很高，MLF是最理想的降酸方法。乳酸细菌以L-苹果酸为底物，在苹果到乳酸酶的催化下，转化为L-乳酸和二氧化碳的过程。二元酸向一元酸的转化使葡萄酒总酸下降，酸涩感降低。降酸幅度取决于葡萄酒中苹果酸的含量及其与酒石酸的比例。通常，MLF可使总酸降低13g/L。,（二）增加细菌学稳定性,苹果酸和酒石酸是葡萄酒中两大固定酸。与酒石酸比较，苹果酸为生理代谢活跃物质，易被微生物分解利用。在葡萄酒酿造学上，被认为是一种起关键作用的酸。通常的化学降
41、酸只能除去酒石酸，较大幅度的化学降酸对葡萄酒的口感影响非常显著，甚至超过了酸本身对葡萄酒质量的影响。而葡萄酒进行MLF可使苹果酸分解。MLF完成后，经过抑菌、除菌处理，使葡萄酒细菌学稳定性增加，从而可以避免在贮存过程中和装瓶过程后可能发生的再挥发。,（三）风味修饰,MLF另一个重要作用就是对葡萄酒风味的影响。因为乳酸细菌能分解酒中的其他成分，生成乙酸、双乙酰等化合物；乳酸细菌的代谢活动改变了葡萄酒中醛类、酯类、氨基酸、其他有机酸和维生素等微量成分的浓度及呈香物质的含量。这些物质的含量如果在阈值内，对酒的风味有修饰作用，并有利于葡萄酒风味的复杂性的形成。但超过了阈值，就可能产生泡菜味、奶油味等异
42、味。,（四）乳酸细菌可能引起的病害,在不含糖的干红和一些干白葡萄酒中，苹果酸是最易被乳酸菌降解的物质，尤其是在pH较高（3.53.8）、温度较高（16）、二氧化硫浓度过低或MLF完成后不立即采取终止措施；几乎所有的乳酸细菌都可变为病原菌，从而引起葡萄酒病害。,根据底物来源，可将乳酸细菌引起的病害分为五类：1、酒石酸发酵病（或泛浑病）；2、甘油发酵病（或苦败病）；3、葡萄酒中糖的乳酸发酵（或乳酸性酸败）；4、微量的糖和戊糖的乳酸发酵；5、发粘，伴随着苹果酸乳酸发酵；,三、MLF的菌种,引起MLF的乳酸细菌（Malolactic Bacteria，MLB）分属于明串珠菌属、乳杆菌属、片球菌属；都能
43、将存在于葡萄酒中天然的L-苹果酸转变为L-乳酸。按照乳酸菌对糖代谢途径和产物种类的差异，可以把它们分为同型乳酸发酵细菌和异型乳酸发酵细菌，分别进行同型和异型发酵。,异型乳酸发酵是指葡萄糖经发酵后产生乳酸、乙醇（或乙酸）和二氧化碳等多种产物的发酵；同型乳酸发酵是指产物中只生成乳酸和二氧化碳的发酵。葡萄酒中的MLB多为异型乳酸发酵细菌，所以，经MLF后，葡萄酒中的挥发酸含量都有不程度的上升。,四、MLF发酵机理,MLF是在葡萄酒酒精发酵结束后，在乳酸菌的作用下，将苹果酸分解为乳酸和二氧化碳的过程；更确切的讲，应该是将L-苹果酸分解成L-乳酸和二氧化碳的过程。,（一）MLF可能的生化机理,根据对生物
44、酶的认识，葡萄酒中苹果酸被乳酸菌转化的途径可能有以下几种：1、苹果酸草酰乙酸丙酮酸乳酸2、苹果酸丙酮酸乳酸3、葡萄酒的苹果酸乳酸发酵途径,（二）环境条件对MLF代谢的调控,环境条件包括酒精度、二氧化硫浓度、葡萄酒的pH以及温度等。前两者浓度过高能使苹果酸乳酸发酵发酵停止，其作用机制是抑菌或杀菌。pH值和温度对苹果酸乳酸发酵的影响机制十分复杂，表现在乳酸细菌对底物的利用和代谢产物的组成和比例上，从而直接影响葡萄酒的风味品质。,1、温度,温度对MLF首先表现在乳酸细菌对葡萄糖的代谢上；在25，pH3.54.0时，乳酸菌对葡萄糖的消耗量达到最大，代谢终产物主要为乙醇和少量乳酸和乙酸。而在相同pH条件
45、下，在18和32时，乳酸的含量却大量增加。,2、pH值,pH是影响其生长和代谢终产物种类和浓度的最重要因子。在较低的pH条件下，乳酸细菌能分解酒中的糖、有机酸等成分生成较高浓度的乳酸、乙酸和甘露醇。酒中的柠檬酸能强烈地降低乳酸细菌对果糖的分解，但却促进葡萄糖的代谢并生成乙酸、酒精等成分。在相同pH条件下，柠檬酸对双乙酰、乙偶姻、乙酰乳酸和琥珀酸含量的影响关不大。,五、乳酸菌有关特性,红葡萄酒酿造过程中乳酸菌的自然变化Carre（1980）研究表明：葡萄醪含糖220g/L，pH值3.5，在酒精发酵前进行或不进行SO2（100mg/L）处理，在葡萄醪中乳酸菌数为104/mL，SO2处理仅使其群体数
46、量减少1/10；酒精发酵过程中，活乳酸菌数逐渐降至102/mL左右，这些乳酸菌为自然选择群体，非常适应葡萄酒环境；在皮渣分离过程中，虽然皮渣带走部分乳酸菌，但无论葡萄醪是否经过SO2处理，葡萄酒中乳酸菌群体均由于环境中微生物的接种上升至104/mL。在酒精发酵结束并分离葡萄酒后，在未进行SO2处理、温度为19的良好条件下，乳酸菌立即进入繁殖阶段，并持续10天左右，使群体数量达3107/mL；12天后，MLF结束，乳酸菌进入平衡阶段。而在酒精发酵开始前对葡萄醪的SO2处理，降低乳酸菌的繁殖速度和最大群体数量。,在良好的条件下，在葡萄酒酿造过程中，乳酸菌的生长周期包括以下几个主要阶段：（1）潜伏阶
47、段：这一阶段对应于酒精发酵阶段，乳酸菌群体数量下降，但保留下最适应葡萄酒环境的自然选择群体；（2）繁殖阶段：出现于酒精发酵结束后，乳酸菌迅速繁殖并使其群体数量达到最大值。（3）平衡阶段：乳酸菌群体数量几乎处于平衡、稳定状态，在适宜条件下，该阶段可持续很长时间。,乳酸菌引起的病害：在干红和一些干白葡萄酒的酿造过程中，乳酸菌是提高葡萄酒质量的因素。在不含糖的葡萄酒中，苹果酸是最容易被乳酸菌降解的物质，但在葡萄酒中，乳酸菌同样可以分解其它成分，造成挥发酸含量和升高，引起葡萄酒各种病害。以酒石酸、甘油、糖等为活动基质，分别引起酒石酸发酵病、苦味病、乳酸病、油脂病、甘露醇病等。,六、MLF的控制,（一）
48、、影响乳酸菌生长的因素：温度pH值二氧化硫,温度,温度常常是影响MLF发酵的决定因素。温度每降低5，MLF发酵推迟一周结束。葡萄酒酒度越高，pH值越低，则温度的这一影响就越严重。,pH值,pH是控制细菌生长的最基本的因素之一。如果葡萄酒的pH值低于3，则几乎所有的细菌活动都很困难。因此，提高pH值有利于细菌活动。对葡萄酒用碳酸钙进行经微的降酸处理，常常有利于MLF的顺利进行。,二氧化硫,在酒精发酵开始前，对葡萄醪的SO2处理，对初始乳酸菌群体的影响很小；在酒精发酵过程中，抑制细菌活动的主要因素是酵母菌的活动及其活动产物酒精，也是这两个因素决定了乳酸菌的群体数量。在酒精发酵后期保留下来的乳酸菌群
49、体虽然较小（102/mL左右），非常适应葡萄酒环境，一旦酵母的活动减弱，就可立即活动。因此，对原料的SO2 处理就成为控制MLF的必要条件；,MLF结束的控制MLF结束后，并不导致乳酸菌群体数量的下降，在适宜条件下，它们可以以平衡状态较长期地存在于葡萄酒中。在此期间，乳酸菌可以残糖、柠檬酸、酒石酸、甘油等为底物进行活动，引起多种葡萄酒病害，并导致挥发酸的上升。因此，在所有苹果酸消失后，应立即分离出葡萄酒，并在分离期间加入SO2（2050mg/L），以杀死乳酸菌。,（二）乳酸菌的接种,1、酒精发酵前乳酸菌接种研究表明，在含有苹果酸的基质中，乳酸菌的糖代谢并不导致挥发酸的升高；通过在酒精发酵开始前
50、接种乳酸菌的方式，成功地进行了MLF发酵，从而极大的方便了生产，缩短了酿造时间。；但该方法危险性极大，因为它可推迟酒精发酵的触发；降低酵母菌在酒精发酵后期的活性，乳酸菌发酵苹果酸后往往发酵糖，从而导致乳酸病害。,2、酒精发酵后乳酸菌的接种酒精发酵结束后，为了触发MLF发酵，人们选择了一些在pH3.23.4的葡萄酒中活动的乳酸菌系进行接种。但在将它们接种后的几小时内，其活性可降低90%，而且只有当它们中最具抗性的细胞群体达到105/mL时，接种的乳酸菌才可能生长。因而，这一接种方式经常失败。如何解决？,首先致力于筛选那些适应葡萄酒条件（主要是低pH值、高酒度）的乳酸菌系，并将其工业化生产为活性干
